BAI GIANG CONG NGHE KIM LOAI Chương 1 đúc

CHƯƠNG 1
THIẾT KẾ ĐÚC VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN, LÕI

1.1. KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC
1.1.1. Khái niệm
Đúc là phương pháp chế tạo sản phẩm bằng cách:
- Nấu chảy kim loại lỏng.
- Rót kim loại lỏng vào khuôn đúc có hình dạng và kích thước nhất định, sau khi kim loại
đông đặc ta thu được vật phẩm có hình dạng và kích thước phù hợp với yêu cầu .
- Vật phẩm đúc ra có thể dùng ngay được gọi là chi tiết đúc.
- Vật đúc còn phải qua gia công cắt gọt gọi là phôi đúc.
Đặc điểm và phạm vi ứng dụng :
- Có thể đúc được tất cả các vật liệu nấu chảy lỏng như gang, thép, kim loại và hợp
kim, vật liệu phi kim loại.
- Đúc được các vật đúc có hình dạng kết cấu từ đơn giản đến phức tạp, trọng lượng đến
hàng chục tấn như thân máy, vỏ động cơ mà nếu dùng các phương pháp khác thì rất khó khăn
hoặc không thể chế tạo được.
- Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng của vật đúc có thể đạt khá cao.
Ví dụ : đúc chính xác có thể đạt dung sai 0,001mm, độ bóng đạt 7
- Với phương pháp đúc có thể đạt được những tính chất kỹ thuật và cơ tính khác nhau
trong một vật đúc.
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá quy trình sản xuất.
- Đúc cho năng suất cao, giá thành thường thấp hơn khi dùng phương pháp khác.
Nhược điểm:
- Về mặt chất lượng sản phẩm đúc (độ chính xác về hình dạng, kích thước, độ nhẵn bề
mặt …) chưa cao, nhất là phương pháp đúc trong khuôn cát. Chưa ổn định vì đã có nhiều
khuyết tật như thiếu hụt, rỗ khí, cháy cát …từ đó làm cho tỷ lệ phế phẩm cao. Tổn phí kim
loại nhiều cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót .

3

Ví dụ : Khi đúc hợp kim nhơm bằng phương pháp thơng thường lượng tổn phí 25% so với vật
đúc.
- Việc kiểm tra khuyết tật bên trong khó khăn, đòi hỏi các thiết bị kiểm tra chun dùng
đắt tiền.
1.1.2. Phân loại các phương pháp đúc
Kỹ thuật đúc được phân loại theo sơ đồ sau:
Kỹ thuật đúc

Đúc đặc biệt

Đúc trong khn cát

Đúc trong
hòm khn

Đúc trên
nền xưởng

Đúc bằng
dưỡng gạt

Khn
kim loại

Đúc
áp lực

Đúc ly
tâm

Đúc liên
tục

`

Đúc trong khn vỏ mỏng

Đúc trong khn mẫu chảy

H.1.1. Sơ đồ phân loại phương pháp đúc
1.1.3. Sự kết tinh của kim loại và vật đúc trong khn

t0C

1.1.3.1 Sự kết tinh của kim loại :
Khi kim loại chuyển từ trạng thái lỏng sang
trạng thái rắn được gọi là sự kết tinh của kim

Pha lỏng

loại. Kim loại kết tinh theo một q trình gồm
nhiều giai đoạn. Khi hạ dần nhiệt độ của chúng
đến một nhiệt độ nhất định sẽ bắt đầu xuất hiện t
những trung tâm kết tinh, được gọi là các tâm
mầm. Số lượng tâm mầm càng nhiều khi độ

0
kt

Pha rắn

nguội càng lớn. Các tâm mầm tự phát sinh và
cùng với sự phát triển của chúng làm cho pha
lỏng dần dần bị thu hẹp cho đến khi hồn tồn
hóa rắn.

Hình 1.2

4

Đường nguội của kim loại
nguyên chất

T(s)


Các đơn tinh thể kết tinh theo nhiều hướng khác nhau. Ranh giới giữa chúng được gọi
là tinh giới. Tại tinh giới, đơn tinh thể chứa tạp chất và có mạng bị xô lệch.
Đối với mỗi kim loại nguyên chất, bằng thí nghiệm người ta xác định được đường
nguội nhất định. Chúng có dạng chung như hình bên. Mỗi kim loại có giá trị nhiệt độ kết tinh
( T0kt ) xác định.
1.1.3.2. Sự hình thành vật đúc trong khuôn qua 4 giai đoạn:
-

Điền đầy hợp kim lỏng

-

Hạ nhiệt độ từ nhiệt độ rót đến nhiệt độ kết tinh.

-

Kết tinh và đông đặc.

-

Nguội trong khuôn.

1.1.4. Tổ chức kim loại vật đúc:
Tổ chức kim loại vật đúc phụ thuộc vào kết cấu, phương pháp và công nghệ
đúc. Thỏi đúc trong điều kiện làm nguội bình thường (mặt cắt dọc và mặt cắt ngang) được
giới thiệu trên hình 1.3.
- Vùng 1: Vỏ, hạt nhỏ có độ bền và độ cứng cao.
- Vùng 2: Tinh thể hạt dài, hình nhánh cây, theo
hướng của vectơ tản nhiệt, vuông góc, xuyên tâm.
Nếu vật đúc có thành mỏng, tiết diện ngang
nhỏ, tốc độ tản nhiệt lớn thì các hạt phát triển giao
nhau ở tâm. Các hạt này gọi là dạng xuyên tâm.
- Vùng 3: Giữa thỏi đúc có những hạt to, đều trục,
đẳng hướng.
Hình 1.3
1.1.5. Quá trình sản xuất đúc trong khuôn cát:
Thực chất và đặc điểm: Khuôn cát là loại khuôn được chế tạo bằng một hỗn hợp có thành
phần chủ yếu là cát và đất sét, loại khuôn này chỉ đúc được một lần phải phá khuôn và lõi khi
lấy vật đúc đã đông đặc .
- Trong khuôn cát có thể chế tạo vật đúc lớn, độ phức tạp cao .
- Vật đúc trong khuôn cát có độ chính xác thấp, chất lượng bề mặt kém. Năng suất không
cao đòi hỏi bậc thợ cao. Phương pháp này phù hợp với điều kiện sản xuất đơn chiếc, linh
động, đơn giản nên được dùng rất phổ biến.

5


Hình 1.4. Các bộ phận chính của một khuôn đúc cát
Quy trình sản xuất đúc trong khuôn cát
CHI TIẾT

Hỗn hợp
làm khuôn
Làm khuôn

Sấy khuôn

Khuôn khô

Dỡ khuôn, phá lõi

BỘ MẪU

Mẫu

Hộp lõi

Nấu chảy hợp kim
và rót kim loại
lỏng vào khuôn

Khuôn tươi

Hỗn hợp
làm lõi
Làm lõi

Sấy lõi

Lắp ráp khuôn

Kiểm tra chất
lượng

Làm sạch

VẬT ĐÚC

Quy trình sản xuất đúc trong khuôn cát có thể tóm tắt như sau :
Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ cơ khí, lập ra bản vẽ đúc, trong đó có mặt phân
khuôn, lõi, độ dốc đúc, lượng dư gia công cơ khí, dung sai, độ co ngót của kim loại khi đông
đặc.

6


1.1.6. Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc
* Chất lượng vật đúc
+ Độ chính xác hình dạng và kích thước
+ Độ nhẵn bóng bề mặt
+ Tính chất kim loại
* Nhân tố ảnh hưởng
-Hợp kim đúc:

-Loại khuôn đúc và phương pháp đúc
- Ảnh hưởng của công nghệ đúc .
1.2. THÀNH LẬP BẢN VẼ ĐÚC
1.2.1. Phân tích kết cấu:
Vật đúc là dạng sản phẩm hình thành từ hợp kim lỏng trong lòng khuôn. Sự hình
thành đó chịu ảnh hưởng lớn kết cấu vật đúc.
- Đọc kỹ bản vẽ, hình dung chi tiết, đọc điều kiện kỹ thuật ghi trong bản vẽ chi tiết,
vật liệu chế tạo chi tiết, hình dung cả vị trí làm việc của chi tiết đó trong thiết bị, yêu cầu chịu
lực …
- Dự kiến trước sơ bộ quy trình gia công cắt gọt chi tiết đó trên các loại máy xác định
những phần bề mặt phải gia công, những mặt chuẩn công nghệ. Từ đó xem đã hợp lý với kết
cấu vật đúc chưa, nếu chưa có thể thay đổi một phần kết cấu nhằm:
+ Đơn giản hoá kết cấu tạo, tạo điều kiện dễ đúc hơn : như lược bỏ các rãnh then,
rãnh lùi dao, các lỗ nhỏ quá không đặt lõi được .
+ Tăng hoặc giảm độ dày thành vật đúc, các gân gờ, chỗ chuyển tiếp giữa các thành
vật đúc để dễ đúc hơn nhưng không ảnh hưởng đến khả năng chịu lực, điều kiện làm việc của
chi tiết.
* Yêu cầu của một kết cấu kim loại:
- Bảo quản quy trình công nghệ làm khuôn đơn giản, thuận tiện.
- Để xác định vị trí lòng khuôn trong khuôn đúc để tạo ra hướng kết tinh đúng nhằm
nâng cao chất lượng hợp kim đúc loại bỏ các khuyết tật đúc.
- Bảo đảm cho quy trình công nghệ gia công cắt gọt được thuận tiện.
- Bảo đảm cơ tính vật đúc.
*Trong sản xuất đúc, vật đúc được phân chia thành khối lượng gồm :
Nhỏ, trung bình, và lớn.

7


Vật đúc nhỏ ≤ 100 kg

Vật đúc trung bình 100 ÷ 150 kg
Vật đúc lớn > 500 kg
* Tính chất sản xuất:
Đơn chiếc : 1 ÷ 50 vật đúc / năm
Hàng loạt: : Nhỏ : 50 ÷ 100 vật đúc / năm
Vừa : 100 ÷ 1000 vật đúc / năm
Lớn : 1000 ÷ 10.000 vật đúc / năm
Hàng khối : > 10.000 vật đúc / năm
1.2.2. Xác định mặt phân khuôn
- Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc giữa các nửa khuôn với nhau xác định vị trí đúc
ở trong khuôn.Mặt phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc hoặc cong bất kì.
- Nhờ có mặt phân khuôn mà rút mẫu khi làm khuôn dễ dàng lắp ráp lõi, tạo hệ thống
dẫn kim loại vào khuôn chính xác.

ϖ Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn :
- Dựa vào công nghệ làm khuôn :
+ Rút mẫu dễ dàng, định vị lõi và lắp ráp khuôn.
+ Chọn mặt có diện tích lớn nhất, dễ làm khuôn và lấy mẫu.
+ Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng tránh mặt cong, mặt bậc.

Hình 1.5
+ Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất. Để đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp, công
nghệ làm khuôn đơn giản.

8


+ Nên chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng vật đúc cao nhất, những bề mặt yêu
cầu chất lượng độ bóng, độ chính xác cao nhất nên để ở khuôn dưới hoặc thành bên. Không
nên để phía trên vì dễ nổi bọt khí, rỗ khí, lõm co.

+ Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vị trí của lõi là thẳng đứng để định vị lõi
chính xác, tránh được tác dụng lực của kim loại lỏng làm biến dạng thân lõi, dễ kiểm tra
khi lắp ráp (hình 1.6).

Hình 1.6
+ Chọn mặt phân khuôn sao cho lòng khuôn là nông nhất, để dễ rút mẫu và dễ sữa
khuôn, dòng chảy kim loại vào khuôn êm hơn, ít làm hư khuôn (hình 1.7).

Hình 1.7
+ Những kết cấu lòng khuôn phân bố ở cả khuôn trên và khuôn dưới nên chọn lòng
khuôn trên nông hơn, như vậy sẽ dễ làm khuôn , dễ lắp ráp khuôn.Nên hình bên ta nên chọn
phương án 1 (hình 1.8).

9


Hình 1.8
- Dựa vào độ chính xác của lòng khuôn:
Độ chính xác của vật đúc phụ thuộc vào độ chính xác của lòng khuôn. Do đó phải:
+ Lòng khuôn tốt nhất là chỉ phân bố vào trong 1 hòm khuôn . Để tránh sai số khi lắp
ráp khuôn.
+ Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau, nếu yêu cầu độ đồng tâm cao, người ta
dùng thêm miếng đất phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn (hình 1.9).
+ Miếng đất phụ sẽ làm thay đổi phần nào hình dạng mẫu để tạo ra tiết diện lớn nhất
tại mặt phân khuôn.

Miếng đất phụ

Hình 1.9
1.2.3. Xác định các đại lượng của bản vẽ vật đúc

1.2.3.1. Lượng dư gia công cắt gọt : Là lượng kim loại bị cắt gọt trong quá trình gia công
cơ để tạo thành chi tiết .
Lương dư gia công cơ phụ thuộc:
- Độ bóng, độ chính xác.
- Kích thước bề mặt.
- Bề mặt phía trên của vật đúc để lượng dư lớn hơn vì chất lượng xấu hơn nên phải cắt
bỏ nhiều.
- Loại hình sản xuất.
Những bề mặt không ghi độ bóng sẽ không có lượng dư gia công cơ.
Lượng dư công nghệ : Là các lỗ có φ quá nhỏ, rãnh then, rãnh lùi dao, rãnh có độ sâu
quá nhỏ thì đúc đặc,sau này gia công cơ sau.
* Lỗ φ 20 mm sản xuất hàng khối không đúc.
* Lỗ φ 30 mm sản xuất hàng loạt không đúc.
* Lỗ φ 50 mm sản xuất đơn chiếc không đúc.
Đúc lỗ : dựa vào tính chất sản xuất. Dùng lõi hoặc không dùng lõi .
10


* Ở những thành thẳng đứng trong khuôn (vuông góc với mặt phân khuôn)
Phải để độ dốc , để đảm bảo việc dể dàng rút mẫu khi làm khuôn cát hoặc lấy vật đúc
ra khỏi khuôn kim loại. Sau khi đúc xong độ dốc có 3 dạng (tra bảng thiết kế đúc sổ tay công
nghệ chế tạo máy).
+ Chiều cao thành vật đúc càng lớn càng nhỏ, mẫu gỗ có độ dốc lớn hơn mẫu kim
loại, mẫu làm khuôn bằng tay có độ dốc lớn hơn mẫu làm khuôn bằng máy.
+ Trị số β tra bảng
Thiết kế dưới 3 dạng:
Dạng
độ
dốc

Độ dốc làm tăng kích
thước vật đúc

Độ dốc không làm tăng
kích thước vật đúc

Độ dốc làm giảm kích
thước vật đúc

Cho bề mặt cần gia công
cơ

Cho bề mặt không gia công
cơ

Cho bề mặt không gia
công cơ

Sơ đồ
độ
dốc

Áp
dụng

1.2.3.2.
Góc đúc : Chỗ mặt giao nhau giữa hai bề mặt liên tiếp của vật đúc bị nứt.Cần
phải làm góc lượn để khuôn không bị bể khi rút mẫu, vật đúc không bị nứt kim loại
đông đặc, nguội trong khuôn.

Hình 1.10
1.2.3.3. Dung sai đúc : Là sự sai số của kích thước vật đúc cho phép so với kích thước danh
nghĩa (tra bảng ). Dung sai của vật đúc phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phương pháp đúc, loại
khuôn đúc, loại mẫu, hộp lõi…dung sai thành phần trên các khâu kích thước phải phù hợp
với dung sai khâu khép kín.

11


- Kích thước vật đúc = kích thước chi tiết máy + dung sai đúc + lượng dư gia công cơ (nếu
có)
1.3. THIẾT KẾ MẪU VÀ HỘP LÕI:
Là một loạt các mẫu khác nhau như : tấm mẫu, mẫu hệ thống rót, đậu ngót. Trong đó
mẫu đúc và hộp lõi là bộ phận chủ yếu .
Mẫu đúc dùng để chế tạo lòng khuôn đúc trong hỗn hợp làm khuôn. Hộp lõi dùng để
làm lõi (nếu có). Mẫu, hộp lõi thường do xưởng mộc sản xuất.
Khuôn, mẫu, hộp lõi thường làm thành hai nửa và lắp với nhau bằng các chốt định vị.
Khuôn đúc và lõi thường phải sấy khô để tăng cơ tính và khả năng thông khí.
Chú ý : Bộ phận nấu chảy kim loại lỏng phải phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm
khuôn, lắp ráp khuôn để tiến hành rót kim loại lỏng vào khuôn kịp thời.
Sau khi kim loại đông đặc, vật đúc được hình thành trong khuôn, tiến hành dỡ khuôn
phá lõi, kiểm tra vật đúc bằng thủ công hoặc bằng máy .
Kiểm tra là khâu cuối cùng, gồm kiểm tra hình dáng, kích thước, chất lượng bên
trong.
1.3.1. Thiết kế mẫu:
Để làm khuôn đúc ta phải có mẫu. Hình dạng của mẫu gần giống như hình dạng ngoài
của chi tiết tinh cần có, còn hình dạng bên trong của chi tiết sẽ do lõi tạo nên. Mẫu cũng như
hộp lõi được làm liền hoặc làm rời thành hai nửa hoặc thành nhiều phần riêng biệt có thể lắp
ghép với nhau để thành một mẫu hoàn chỉnh. Mẫu được chế tạo theo bản vẽ của vật đúc.
1.3.2. Lõi và hộp lõi :

Như ta đã biết hình dạng bên ngoài của vật đúc là do mẫu tạo nên, còn hình dạng bên
trong của vật đúc là do lõi tạo nên. Để chế tạo lõi ta phải làm hộp lõi, hộp lõi được chế tạo
bằng gỗ, đôi khi để có thể sử dụng được lâu ta làm hộp lõi bằng kim loại, hộp lõi phải có
hìmh dạng sao cho khi làm lõi xong đặt vào khuôn nó có thể nằm tại vị trí cần thiết mà không
rơi hoặc tì sát vào mặt khuôn, vì thế lõi phải thêm các gối lõi là hai phần hình côn nón ở hai
đầu.
- Có hai loại : lõi đứng và lõi ngang.

12
Hình 1.11. Lõi đứng

Hình 1.12. Lõi
ngang


H > h; α < β
H : chiều cao gối lõi thuộc khuôn dưới
h: chiều cao gối lõi thuộc khuôn trên
α : góc gối lõi ở khuôn dưới
β : góc gối lõi ở khuôn trên
1.3.3. Vật liệu làm hộp lõi .
- Gỗ.
- Kim loại : hợp kim nhôm đúc (hợp kim silumin, gang , thép, đồng).
- Nhựa.
- Mẫu làm bằng thạch cao (CaSO4. 2H2O).
- Xi măng.
1.4. THIẾT KẾ HỆ THỐNG RÓT VÀ ĐẬU HƠI, ĐẬU NGÓT
1.4.1. Hệ thống rót : Để dẫn kim loại lỏng từ thùng rót vào trong khuôn đúc.
* Yêu cầu của hệ thống rót :
- Điền đầy được khuôn nhanh chóng

- Hao phí kim loại ít.
- Dòng chảy phải êm, liên tục, kim loại không bị va đập vào khuôn lõi làm bể cát.
- Có tác dụng lọc xỉ tạp chất.

Rót dưới lên

Rót trên xuống
Hình 1.13

Rót bên hông

* Thiết kế hệ thống rót
- Rãnh dẫn vào khuôn đúc không được nằm ngay dưới chân ống rót.
- Không được ở phía cuối cùng của rãnh lọc xỉ.

13


- Rãnh dẫn phải nằm dưới rãnh lọc xỉ thì kim loại mới sạch được.
Mặt thoáng kim loại lỏng
1: Cốc rót
2: Ống rót
3: Rãnh lọc xỉ
4: các rãnh dẫn
Hình 1.14

Lòng khuôn

* Cấu tạo:
- Cóc rót là phần trên cùng của hệ thống rót.

- Ống rót là phần nối tiếp từ cóc rót xuống dưới,trong khuôn cát độ côn cho phép 10
÷ 15%.
- Rãnh lọc xỉ :là một phần của hệ thống rót nằm dưới chân ống rót .
- Rãnh dẫn :phải nằm phía mặt dưới của rãnh lọc xỉ.
1.4.2. Đậu hơi - đậu ngót:
1.4.2.1 Đậu hơi: Là ống để dẫn khí từ trong lòng khuôn thoát ra ngoài do vậy phải đặt ở vị trí
cao nhất. Tùy thuộc kích thước vật đúc có thể có nhiều đậu hơi . Đối với vật đúc có độ co kim
loại ít , khối lượng nhỏ (gang xám) đậu hơi có tác dụng vừa thoát khí vừa bổ sung kim loại
khi co ngót.
• Hình dạng: hình chữ nhật, hình tròn và hình côn (15o).

Hình 1.15
1.4.2.2. Đậu ngót: Thường dùng để đúc vật đúc thép, kim loại màu, độ co nhiều. Là nơi để
chứa kim loại lỏng đông đặc sau cùng so với vật đúc có tác dụng bổ sung kim loại cho vật
đúc khi đông đặc và ngược lại cho vật đúc khi đông đặc và nguội vàthường đặt ở thành dày
nhất của vật đúc.

14


1.4.2.3. Vị trí dẫn kim loại lỏng vào khuôn
- Vật đúc co ít, thành dày mỏng tương đối đồng đều nên dẫn kim loại vào chổ mỏng
nhất của vật đúc.
- Vật đúc co nhiều (thép) có thành dày mỏng khác nhau nhiều nên dẫn kim loại vào
phía thành dày của vật đúc để kim loại đông đặt có hướng để bổ sung kim loại khi ngót ở chổ
dày phải dùng thêm đậu ngót hoặc là miếng sắt nguội.
1.5. CÔNG NGHỆCHẾ TẠO KHUÔN VÀ LÕI
1.5.1.Vật liệu làm khuôn và lõi
a. Yêu cầu:
- Độ bền : Cát hạt nhỏ,hàm lượng chất sét cộng chất dính kết cao.Độ bền phụ thuộc độ đầm

chặt.
+ Khuôn tươi :σn = 60÷ 80 kPa
+ Khuôn khô : σk = 80÷ 200 kPa Độ dẻo : dùng nhiều hàm lương chất sét dính kết tăng hàm lượng H2O
+ Khuôn tươi : H2O > 5%
- Tính lún (co bóp) : Phải thêm nhiều chất phụ gia(như mùn cưa, bột than, rơm bột . . .)
- Tính thông khí tăng : Cát hạt to, tròn, độ đầm chặt giảm.
- Tính bền nhiệt : Khả năng của vật liệu ở nhiệt độ cao mà không bị nóng chảy, dính bám
trên bề mặt vật đúc gây khó khăn cho gia công cắt gọt.Tính bền nhiệt tăng khi dùng cát có
hàm lượng SiO2 (thạch anh ) lớn.
- Độ ẩm: Để làm khuôn, in hình:
+ Khuôn tươi :4÷ 5%
+ Khuôn khô :6÷ 8%
- Tính bền lâu :
+ Khuôn khô : H2O ≤ 8%
b.Các loại vật liệu :
* Thành phần chủ yếu :
- Cát: SiO2 (thạch anh)
- Độ hạt:
+ Kích thước vật đúc càng lớn thì độ hạt càng lớn
- Tính thù hình
+ Đất sét: Cao lanh, Al2O3.2 SiO2. 2 H2O,
+ Bentorit : Al2O3.4 SiO2. n H2O
* Chất dính kết :
- Dùng các loại thực vật, khoáng vật
- Rỉ mật.
Hoặc thổi CO2
- Nước bã giấy(kiềm sunfat).
- Nước thuỷ tinh: Na2O. n SiO2. m H2O + cát ( K2O. n SiO2. m H2O)
.
Sấy 200 220

n SiO2. (m-9)H2O
* Chất phụ :
- Làm tăng tính lún, thông khí cho hỗn hợp.
+ Bột grafit + đất sét + nước → chất sơn khuôn đúc gang, hợp kim đồng.
- SiO2 + sét + H2O → chất sơn khuôn đúc thép
* Đúc khuôn bằng kim loại:
15


- Sơn khn làm tăng tuổi thọ cho khn, giảm tốc độ dẫn nhiệt thành khn.
- Rơm bột, bột than, mùn cưa . . làm lõi
1.5.2. Chế tạo khn và lõi bằng tay: Những khn đúc có các kích thước, độ phức tạp tuỳ
ý và thường áp dụng cho sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ,vừa.
a) Phương pháp làm khn trong hai hòm khn
- Cát áo: Là phần hổn hợp trực tiếp tiếp xúc với chất lỏng
- Cát đệm: Khơng trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng nên u cầu chất lỏng khơng cao,
thường làm vật liệu cũ trộn thêm với nước .

a)

b)
d) Lắp ráp
khuôn lõi
trước khi rót
kim loại

c)
• Hình 1.16
b) Làm khn trên nền xưởng: Để đúc vật đúc lớn nếu thiếu hòm khn có kích thước lớn
thì thay thế khn dưới bằng nền xưởng.

1-Sỏi hoặc than cốc để thơng khí; 2-Các ống thơng khí để thốt khí cho khn dưới;3Hỗn hợp làm khn ;4- Khn tiện ;5- Chốt nêm để định vị khn trên và khn dưới;6Rãnh dẫn.;7- Cốc rót;8- Đậu hơi.
Hình 1.17
16


c) Làm khuôn xén:
Để làm khuôn trong hai hòm khuôn nhưng mẫu nguyên thành một khối do đó phải xén bớt
phần khuôn cát ở dưới cản trở việc rút mẫu ở khuôn dưới và tạo phù lại ở khuôn trên. Do vậy,
mặt phân khuôn thường là bậc hoặc cong.

• Hình 1.18
• d) Làm khuôn bằng mẫu có miếng tời: Các miếng tời gắn với chính bằng đinh ghim,
sau này rút ra sau mẫu và lấy theo phương ngang cá mặt phân khuôn là mặt bậc hoặc
cong.

17


Hình 1.19.

Làm khuôn có miếng tời

1.5.3. Chế tạo khuôn và lõi bằng máy
•
- Sản xuất hàng loạt, vật đúc đơn giản, kích thước nhỏ
hoặc trung bình.
•
- Đầm chặt hỗn hợp và rút mẫu.
•

a) Làm khuôn trên máy ép : có hai loại :
• - Máy ép từ trên xuống.
• - Máy ép từ dưới lên.
1.Bàn máy; 2.Mẫu; 3.Hòm khuôn (độ cao H); 4.Hòm khuôn phụ(độ cao H); 5.Xà ngang;
6.Chày ép; 7.Van khí ; 8.Pittông; 9.Xilanh.
* Nguyên lý làm việc của máy ép làm khuôn

18


Máy ép từ trên xuống

Máy ép từ dưới lên

- Xà ngang 5 gắn với chày ép 6 được quay đến vị trí làm việc . Bàn máy 1 gắn chặt
với mẫu 2 . Hòm khuôn 3, khuôn phụ 4 tất cả được gắn trên pittông 8. Khí nén đi vào van 7,
sẽ đẩy toàn bộ pitông bàn máy . Chuyển động đi lên chày ép sẽ lún sâu đến mặt trên của
khuôn 3 quá trình ép dừng lại, khí nén thoát ra ngoài toàn bộ phần rên hạ xuống cùng với
pittông. Thời gian ép từ 9÷ 15 giây/ 1 khuôn. Để khắc phục hiện tượng độ đầm chặt gần mẫu
nhỏ, xa mẫu lớn dùng phương pháp ép từ dưới lên ở hình sơ đồ máy ép làm khuôn.
- Mẫu vừa tạo ra lồng khuôn, vừa làm nhiệm vụ chày ép không có bộ phận chày ép 6.
b) Làm khuôn trên máy dằn (1 cung).
c) Làm khuôn bằng cách phun cát.
d) Các phương pháp làm lõi
- Bằng tay :
+ Hộp lõi nguyên (lõi đơn giản ).
+ Hộp lõi hai nữa (ghép đối xứng).
+ Hộp lõi lắp ghép( lõi có miếng rời , lõi phức tạp).
1.5.4. Sấy khuôn, lõi, tháo, lắp khuôn và rót kim loại vào khuôn
a. Sấy khuôn và lõi: Sấy khuôn vào lõi nhằm mục đích nâng cao độ bền, độ lún, tính thông

khí và giảm bớt khả năng tạo khí khi rót kim loại lỏng vào khuôn. Với các vật đúc không đòi
hỏi chất lượng cao có thể không cần phải sấy khuôn. Đối với lõi vì làm việc trong điều kiện
khó khăn hơn nên dòi hỏi phải sấy trước khi dùng. Tùy theo kích thước khuôn, lõi và hỗn hợp
chế tạo mà chọn chế độ sấy. Thông thường nhiệt độ sấy vào khoảng (175- 450)oC, Thời gian
sấy thường được qui định cho các loại khuôn, lõi.
b. Lắp khuôn và rót kim loại vào khuôn: Lắp khuôn phải nhẹ nhàng, lõi được lắp trước sau
đó lắp vỏ khuôn, cần phải phối hợp nhịp nhàng để tiến hành rót kim loại lỏng vào khuôn kịp
thời.
- Rót kim loại vào khuôn: Kim loại chảy lỏng từ lò nấu được tháo vào các thùng rót, thùng rót
có lớp vỏ ngoài làm bằng thép tấm dày từ 6-8mm, dấy dày từ 10-13mm, bên trong có lát lớp
gạch chịu lửa dày 20mm.

19


20